香港理工大學Walid A．Daoud．John H．Xin[6]等人在室溫條件下利用脈沖激光沉積技術(shù)在棉織物表面沉積一層聚四氟乙烯(PTFE)薄膜．利用激光刻蝕形成的粗糙結(jié)構(gòu)結(jié)合聚四氟乙烯薄膜，使之具有極低的表面張力，處理后棉織物的接觸角達到151°。
2．2等離子體技術(shù)(Plasma Treatment)
等離子體分類有各種方法，大多數(shù)將其分為高溫等離子體和低溫等離子體。紡織染整加工主要應(yīng)用低溫等離子體．它又稱非平衡等離子體．其電子溫度很高而分子或原子類粒子的溫度卻較低。低溫等離子體的作用方式主要有三種：等離子體表面處理改性法、等離子體接枝聚合法和等離子體沉積聚合法。表面處理改性法是指使用非聚合性等離子體如氧氣、氮氣、氫氣、氨或水蒸氣等對材料表面或極薄表層的活化、刻蝕處理．通常稱減量處理。因為低溫等離子體中電子等活性因素的能量(高達20 ev)比有機化合物的化學鍵能(10 eV)高得多，在化學上呈非常活潑的狀態(tài)。當處理有機化合物時，很容易使被處理物發(fā)生斷裂和反應(yīng)，從而改善纖維或織物的吸濕性、抗污性、耐磨性及染色性等性能。等離子體接枝聚合法是運用等離子體作用首先使表面活化，并引入活性基團，然后再運用接枝方法在原表面上形成許多支鏈，構(gòu)成新表層。等離子體沉積聚合法是將有機化合物的氣體形成等離子體狀態(tài)，通過控制工藝條件，使其沉積在處理物表面形成覆膜的方法。后兩類是增量處理法。
用等離子體處理織物有很多優(yōu)點：①幾乎所有的織物都可用等離子體在真空狀態(tài)下處理。②等離子體處理只改變織物的表面性能，而沒有改變其固有的特性。③用濕法紡絲不可能或很難處理的聚合物，其表面性能則很容易用等離子體處理方法改變。④因等離子體處理屬物理處理，故化學制劑消耗很低。⑤等離子體處理有利于環(huán)境保護。但同時等離子體技術(shù)在工業(yè)化運用的道路上也面臨很多困難[7]，如等離子體的產(chǎn)生通常采用電暈放電和輝光放電兩種方式，輝光放電等離子體具有處理穩(wěn)定、分布均勻、直接耗電低、無機器腐蝕等優(yōu)點，而電暈放電處理不夠穩(wěn)定，特殊形狀無法處理。然而，輝光放電只能在低壓環(huán)境中產(chǎn)生，封閉的等離子體處理腔使得連續(xù)生產(chǎn)極為困難，工作效率低，操作不方便。同時，由于等離子體改性結(jié)果是多功能的，即便在同樣環(huán)境條件下一次改性處理中，也可能發(fā)生多種改性效果，而其中某些效果則是人們希望盡量避免的。此外設(shè)備價格比較高，工業(yè)生產(chǎn)中處理效果不夠均勻也是阻礙等離子技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的原因。
張菁[8,9]等人使用某種氟碳化合物的等離子體沉積方法，在棉織物表面涂覆一層很薄的憎水膜，接觸角測試表明，僅僅經(jīng)過30s的涂覆處理，棉織物表面水接觸角就可達164°左右，獲得超級憎水特性。且棉織物的柔軟性、保水率、手感、透氣性等特征同時得到增強。
2.3電紡絲技術(shù)(Electrospinning)
靜電紡絲是目前制備具有納米數(shù)量級直徑纖維的重要方法之一，靜電紡絲系統(tǒng)主要由噴絲頭及紡絲液供給系統(tǒng)、纖維收集裝置和高壓發(fā)生器三部分組成。按噴絲頭與收集裝置之間的幾何排布，可分為立式和臥式兩種基本構(gòu)型。靜電紡絲是化學纖維傳統(tǒng)溶液干法紡絲和熔體紡絲的新發(fā)展[10]，它是通過使金屬電極浸沒在高分子溶液或熔體中或者與具有傳導性的噴嘴相連而傳導電荷，并將高分子溶液或熔體置于噴絲口與接受屏之間的高壓電場中，在電場的作用下，高分子溶液或熔體中因相同電極之間產(chǎn)生的庫侖斥力使位于噴絲口端的半球形液滴最終形成圓錐形液滴(即Taylor錐)[11]。隨著靜電場力增加至超臨界值，庫侖排斥力最終大于表面張力，這就導致高分子溶液或熔體中噴出帶電的細流，最終沉積于陰極收集區(qū)。
江雷[12]等以廉價的聚苯乙烯為原料，采用一種簡單的電紡技術(shù)，制備了具有多孔微球與納米纖維復合結(jié)構(gòu)(PMNCF)的超疏水薄膜。其中多孔微球?qū)Ρ∧さ某杷云鹬饕饔茫{米纖維則交織成一個三維的網(wǎng)絡(luò)骨架，“捆綁”住多孔微球，增強了薄膜的穩(wěn)定性。這種表面與水滴之間的接觸角高達160.4°。
此外Acatay，Kazim[13]，Ma，Minglin[14]等也通過電紡絲的方法制備了不同聚合物的超疏水薄膜。
2.4溶膠凝膠技術(shù)(Sol-Gel Technique)
溶膠-凝膠技術(shù)是指金屬有機或無機化合物經(jīng)過溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)熱處理而成氧化物或其它化合物固體的方法[15]，是制備材料的濕化學中新興起的一種方法。廣泛應(yīng)用于電子陶瓷、光學、熱學、化學、生物、復合材料等各個領(lǐng)域。
一方面通過添加能與金屬氧化物基體發(fā)生共聚反應(yīng)形成共價鍵的添加劑可以實現(xiàn)對薄膜的超拒水改性。如B.Mahltig[16]，W.A.Daoud[17]等人在溶膠制備過程中添加帶有長鏈烷基的硅醇鹽與四乙氧基硅烷發(fā)生共水解、共縮聚反應(yīng)制備超拒水表面。另一方面通過溶膠-凝膠技術(shù)在織物表面先構(gòu)造適宜的粗糙結(jié)構(gòu)，然后通過分子自組裝的方式接上低表面能物質(zhì)從而制備超疏水表面。Minami小組[18]利用溶膠-凝膠(sol-gel)法在滌綸織物上制備了Al203凝膠薄膜，然后在沸水中進行粗糙化處理，得到了具有類花狀(flower-like)結(jié)構(gòu)的多孔Al2O3薄膜，最后經(jīng)十七氟癸烷基三甲氧基硅烷修飾，可獲得與水的接觸角大于150°的超疏水性透明薄膜。于明華[19]等人用氨水做催化劑，在溶膠制備過程中控制生成顆粒尺寸，將制備的溶膠通過浸一軋一烘整理到棉織物上，形成粗糙結(jié)構(gòu)，最后用自制的帶有全氟辛基的季胺鹽硅烷偶聯(lián)劑進行改性處理，發(fā)現(xiàn)當顆粒平均尺寸為198.4 nm時，其接觸角達到145°。
溶膠凝膠方法的優(yōu)點是[20]：①反應(yīng)溫度低，反應(yīng)過程易于控制，而且可以得到傳統(tǒng)方法得不到的材料。②反應(yīng)從溶液開始，使得制備的材料能在分子水平上達到高度均勻。③化學計量準確，易于改性，摻雜的范圍寬(包括摻雜的量和種類)。④從同一種原料出發(fā)，改變工藝過程即可獲得不同的產(chǎn)品如粉末、薄膜、纖維等。⑤由于在制備過程中引進的雜質(zhì)少，所得的純度高。⑥工藝簡單，不需要昂貴的設(shè)備。同時該法存在如下缺點;①所用原料多為有機化合物，成本較高，有些對健康有害。②處理過程時間較長，制品易產(chǎn)生開裂。
3．4其他技術(shù)
Tie wang[21]在棉織物表面吸附并還原HAuCl4，生成金屬Au以制備粗糙表面，隨后經(jīng)十二烷硫醇改性處理制備超拒水表面，其最大接觸角接近180°；Lichao Ga0 and Thomas J，McCarthv[22]利用相分離技術(shù)(Phase Separation Technique)制備了完美的超拒水表面，前進角／后退角達到180°／180°。此外利用化學氣相沉積法調(diào)控表面粗糙度獲取超疏水表面，通過控制氣體壓力和底材的溫度以使表面粗糙度維持在9.4～60.8nm[23]，再接枝含氟材料，形成富集氟元素的單分子層，接枝后的表面仍然保持著原有的粗糙度，與水靜態(tài)接觸角可達160°。
3總結(jié)
本文從物體潤濕性的基本原理出發(fā)，簡要介紹了近年來制備超疏水紡織品的新技術(shù)、新方法。表明織物表面幾何結(jié)構(gòu)對制備具有高接觸角的超疏水表面起著重要作用。制備具有超疏水、自清潔功能的紡織品具有廣泛的應(yīng)用前景，因此如何利用各種先進技術(shù)制備具有微納米結(jié)構(gòu)表面在基礎(chǔ)研究及工業(yè)生產(chǎn)中都有著極其重要的研究意義。
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